CC BY
30
The article presents an analysis of the collected geometric parameters data at all stages of machining in production. The main causes of significant defects are identified based on the Pareto diagram and time series. In order to prevent disruption of the technological process, attention is drawn to the timely adjustment of the specified technological parameters before the moment of failure.
The key words: data analysis, geometric parameters, statistical methods, defects, acceptable value, technological process, production, quality of manufactured products.
Zhenina Ekaterina Sergeevna, postgraduate, design engineer 3 categories, Koti5 75@yandex. ru, Russia, Yekaterinburg, Experimental machine-design bureau «Novator»
УДК 005.6; 658.5
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ В ВЕРТИКАЛЬНО ИНТЕГРИРОВАННЫХ
СТРУКТУРАХ
Н.В. Калинин, С.В. Юдин
Анализ СМК предприятий, входящих в структуру АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей» выявил ряд недостатков, которые могут привести к недостаточно высокому уровню качества продукции. Среди этих недостатков можно отметить неоптимизи-рованную структуру СМК, отсутствие инструментов влияния на технологические и управленческие процессы, неудовлетворительная квалификация персонала. Предложен ряд мер, позволяющих повысить эффективность работы СМК предприятий, разработаны современные методики статистических методов управления качеством и надежностью продукции. Разработана методика инспекционного контроля предприятий.
Ключевые слова: система менеджмента качества, статистические методы, методология инспекционного контроля, принципы построения системы управления качеством и надежностью продукции
Введение. В период 2017...2019 г.г. в рамках НИР, выполненной по заказу АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей» [НИР] был проведен анализ систем управления качеством на предприятиях (дочерних обществах - ДО) Концерна.
Для объективной оценки систем менеджмента качества (СМК) и систем управления качеством и надежностью продукции (СУКНП) были проведены две комплексные инспекторские проверки.
В результате проверок и анализа документов были выявлены ряд недостатков систем управления качеством, как на отдельных предприятиях, так и в Концерне в целом.
Частично результаты исследований отражены в отчетах [1] и работе [2].
1 Результаты проведенных в рамках НИР исследований
1.1. Задачи СМК (СУК) в настоящее время не соответствуют требованиям времени. СМК (СУК) предприятия качеством не занимается. Максимум - отчетами. Информацией СМК не владеет, анализа причин не производит, даже отчеты с фиксацией данных сильно запаздывают. СМК не используют права, необходимые для управления качеством.
1.2. Структура предприятий не оптимизирована с точки зрения управления качеством.
1.3. Оба предприятия сертифицированы на соответствие ГОСТ Р ИСО 90012015, ГОСТ РВ 0015-002-2012. Тем не менее, во время проведения комплексных инспекций было обнаружено большое количество несоответствий.
57
Сравнительный анализ частот несоответствий по пунктам стандарта по критерию Колмогорова-Смирнова показал с достоверностью более 95%, что распределения частот несоответствий по обоим предприятиям идентичны.
Среди обнаруженных несоответствий члены инспекторской группы были выявлены несоответствия, которые могут быть классифицированы как «значительные», но не обнаружены экспертами Органа по сертификации при проведении сертификационного аудита.
1.4. Высокий уровень риска несут следующие замечания [3]:
не в полном объеме происходит учет отказов, поступающих из эксплуатации, что влечет за собой неправдоподобные значения показателей готовности применения по назначению;
проблемы прикладного характера, связанные выбором поставщиков ПКИ, а также с длительными сроками поставки некачественной номенклатуры ПКИ (большое количество отказов связано с ПКИ из данных предприятий, на которых проведены инспекции);
не производится полное выявление, анализ, оценка и принятие мер по возникновению рисков на различных этапах производства, начиная с конструкторского бюро. Впоследствии эти риски не учитываются на более поздних стадиях жизненного цикла, что приводит в существенном снижении показателей качества выпускаемой продукции.
1.5. Типовые недостатки метрологического обеспечения деятельности предприятий Концерна, выявленные в ходе проведенных проверок [4]:
работы по метрологической экспертизе, метрологическому надзору организованы с недостатками, не обеспечены персоналом (подготовлены по 1-2 сотрудника);
нет системы сквозного планирования работ по метрологическому обеспечению изделий, выпускаемых на предприятии, и анализу результатов проверки выполнения требований (метрологической экспертизы).
1.6. Анализ компетентности сотрудников системы управления качеством с расчетом их рейтингов показал, что квалификация работников СМК (СУК) не соответствует современным требованиям [5].
На основании отмеченных фактов имеет смысл предложить Концерну рассмотреть вопрос о создании собственной системы добровольной сертификации систем менеджмента и, в дальнейшем, создании и аккредитации в этой системе одного или нескольких органов по сертификации. Безусловно, данный вопрос является весьма перспективным и позволит Концерну проводить собственную оценку соответствия систем менеджмента ДО.
Целесообразно создать специальную инспекторскую группу в рамках структурного подразделения Концерна. Основная задача этой группы не обнаружение несоответствий государственным стандартам по менеджменту качества, что не исключается, а выявление проблемных моментов на предприятии. Оценка соответствия структуры предприятия требованиям СУК, оценка технологических процессов, метрологического обеспечения, выявление причин брака, выработка конкретных рекомендаций, направленных на устранение проблем управления и производства.
Можно отметить, что зачастую, борьба с дефектной продукцией не приносит ожидаемых результатов, это происходит оттого, что купируются факторы, сопровождающие дефект, но не причина, приводящая к нему. Зачастую очевидная (или видимая) проблема на самом деле только часть ее. Существует еще и невидимая ее часть, которую не так уж сложно обнаружить и изучить, гораздо тяжелее выявить корни проблемы, т. е. причины ее возникновения.
Для решения отмеченных задач целесообразно использовать опыт промышленности СССР, в частности Саратовской системы бездефектного труда (СБТ), созданной Б. А. Дубовиковым, системы КАНАРСПИ Т.Ф. Сейфи и других [6, 7, 8].
Широко распространен подход, разработанный «мастером качества» профессором Г. Тагути. Оценка качества функционирования любой системы основывается на критерии «Сигнал/Шум» [9, 10, 11, 12, 13].
Отличие предлагаемого подхода заключается в том, что необходимо идти не от документации системы управления качеством к технологическому процессу, а от технологического процесса к документации.
В целом, задачи СМК (СУКНП) можно сформулировать следующим образом.
1. Исследование перспектив развития предприятия.
2. Оценка возможностей инвестиций, т.е. в каком объеме, какими исполнителями и в какие срок их выполнять.
3. Оценка эффективности работы предприятия по критерию «сигнал/шум».
4. Сбор информации о дефектности и анализ (не разработка) инструментов обеспечения качества, как в процессах производства продукции, так и в процессах управления.
5. Разработка и внедрение производственных систем - аналогов японской «Kanban», европейской MRP и так далее, то есть реализация принципа пяти «нулей», с использованием опыта СБТР, КАНАРСПИ и пр.
2. Методики, разработанные в рамках выполнения НИР
В процессе исследования предприятий была выявлена необходимость разработки ряда методик [1].
Ниже приведен перечень этих методик:
1. Семь инструментов качества.
2. Анализ точности и стабильности ТП на основе информационного подхода.
3. Идентификация вида закона распределения при помощи информационного критерия.
4. Построение и анализ информационной модели ТП.
5. Информационные планы статистического приемочного контроля.
6. Оценка параметров обеспечения технологической операции на основе критерия сигнал/шум.
7. Оценка технологической операции.
8. Оценка соответствия СМК предприятия требованиям стандартов на системы менеджмента качества.
9. Комплекс методик инспекции ДО интегрированной структуры АО «Концерн ВКО «Алмаз - Антей».
10. Методические рекомендации по порядку проведения метрологического надзора на предприятиях АО «Концерн ВКО «Алмаз - Антей».
11. Анализ состояния метрологического обеспечения предприятий АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей».
12. Методика оценки рисков, связанных с обеспечением качества на стадиях разработки и производства жизненного цикла продукции военного назначения.
13. Методика установления целей в области качества предприятия, необходимых для выполнения требований к продукции, трансформация (установление) целей в соответствующих подразделениях и на соответствующих уровнях предприятия.
14. Управление процессами и качеством продукции на основе принципов анализа малых выборок, что связано с необходимостью управлять процессами с единичными и мелкосерийными изделиями.
Разработанные методики позволяют решать практически все задачи управления качеством на основе статистических методов. Они описаны в сборнике научных трудов
3. Принципы организации СУКНП.
Функции СУКНП можно разделить на технические и координирующие.
59
Под техническими функциями СУКНП понимается вся деятельность по проектированию, материально-техническому обеспечению, метрологическому обеспечению, производству продукции, его обслуживанию.
Служба АСУ ТП поставляет статистическую информацию, форма подачи которой определяется предприятием с использованием принципа минимизации документации.
Для координации работ по управлению качеством и надежностью как готовых изделий ВВТ, так и полуфабрикатов, отдельных узлов и пр. на предприятии целесообразно создать единый аналитический центр (АЦ), который в обстановке рационального обсуждения, разрешает все текущие и возможные противоречия и планирует перспективные направления работы и исследований.
Служба качества, в максимальной степени использующая возможности АСУ ТП, выполняет следующие функции:
определяет наиболее целесообразное направление работ по повышению качества продукции, их объем, состав исполнителей, сроки выполнения работ, предполагаемый экономический эффект;
анализирует уровень дефектности (несоответствий) изделий, возникающих на технологических операциях, определяет тренды этого показателя и вместе с техническими специалистами предлагает меры к ее снижению;
оценивает качество комплектующих изделий и закупок, анализирует тренды основных показателей качества ПКИ, определяет политику в области выбора поставщика ПКИ;
использует критерий сигнал/шум для оценки вариаций параметров и оценки качества, как продукции, так и технологических процессов.
4. Структура предприятия с точки зрения управления качеством и надежностью продукции
Анализ современных и исторических подходов дает основание для следующих структурных схем.
На рисунке представлена модифицированная схема Б. А. Дубовикова, учитывающая наличие новых информационных технологий.
Система АСУ ТП фиксирует эффективность принятых корректирующих воздействий.
Контур «Б» по аналогичной схеме предотвращает возникновение дефектности на более низком уровне, когда все вопросы решаются на уровне цеховых специалистов.
Контур «В» по аналогичной схеме решает задачи предотвращения дефектности на уровне рабочих мест с использованием знаний высококвалифицированных рабочих, технологов и конструкторов.
С учетом значимости последствий дефектов контуры могут использоваться сверху вниз «А^-В^-С» или в обратном порядке.
Признаком совершенства системы является нахождение причин дефектности в контуре «В» без привлечения главных и цеховых специалистов.
Служба качества напрямую взаимодействует с заместителем генерального директора по качеству, ВП МО РФ, советом по качеству.
Службе качества, в дополнение к описанным выше функциям, необходимо предоставить следующие полномочия: координация работ по качеству;
составление предписаний на вмешательство в ТП, если таковое необходимо, но не осуществлено соответствующими службами;
рекомендации службы качества должны рассматриваться как приоритетные. В верхнем контуре «А» руководитель службы качества через начальника ОТК (который ему не подчиняется) получает параллельно с главными специалистами информацию о дефектности.
Главные специалисты оперативно направляют в цех специалистов, которые по своей квалификации и имеющейся информации способны принять правильные решения.
Модернизированная схема контурного управления системой бездефектного труда
5. Методология инспекторской деятельности
С целью контроля за качеством в ДО Концерну необходимо иметь полную информацию о СМК (СУКНП) каждого предприятия. Это достигается комплексными инспекторскими проверками со стороны служб качества Концерна.
Для обеспечения качества и объективности инспекции в Концерне должна быть создана специальная инспекторская группа из квалифицированных специалистов, прошедших дополнительное обучение.
Назначение комплексных инспекций ДО Концерна - оценка реальной картины в плане функционирования СУКНП. В дальнейшем это будет способствовать совершенствованию систем управления предприятиями для достижения требуемых показателей качества и надежности продукции. Перед инспекторской группой ставится цель не просто провести оценку соответствия требованиям какого-либо стандарта на систему менеджмента, а провести, с использованием средств и методов управления качеством, подробный анализ причин недостижения требуемых показателей качества и надежности продукции ВВТ.
Оценку соответствия деятельности предприятия установленным требованиям следует разделить на 2 этапа. Первый этап служит для предварительной дистанционной оценки СУКНП со стороны предприятия, готовящегося к прохождению комплексной инспекции. Второй этап инспекции является неотъемлемой частью полной инспекции и проводится непосредственно с выездом экспертной группы на предприятие. Второй этап не может быть начат, если не окончен первый этап и по его результатам не сформулированы выводы и план второго этапа. Таким образом, после завершения проверки «на месте» инспекторская группа сможет сделать вывод об адекватности оценки СУКНП со стороны предприятия.
Порядок подготовки и проведения инспекторской проверки:
1. Формирование экспертной группы (специальной инспекторской группы).
2. Самооценка предприятием.
Для проведения данного этапа назначенный руководитель экспертной группы направляет ответственному за функционирование СМК на проверяемом предприятии опросный лист (чек-лист), состоящий не только из вопросов, описывающих требования ГОСТ РВ 0015-002 и ГОСТ Р ИСО 9001, но и содержащий контрольные (реперные) вопросы, позволяющие экспертной группе получить первичную информацию о существующих на предприятии проблемах в обеспечении качества и надежности продукции, понимании роли СМК со стороны работников, результативности процессов СМК, применяемых статистических методах для анализа и выработки дальнейших действий, степени мотивации коллектива в достижении требуемых показателей качества и надежности и других. Для подготовки к проведению комплексной инспекции члены экспертной группы дополняют необходимыми вопросами базовый чек-лист.
3. Планирование и проведение второго этапа инспекторской проверки.
Для подготовки ко второму этапу инспекции руководитель экспертной группы должен сформировать чек-лист с большей выборкой вопросов. Следует учесть, что при подготовке ко второму этапу допускается внесение изменений в структуру чек-листа в части иных дополнительных вопросов, которые не были включены для первого этапа. Эти вопросы формируются по итогам анализа результатов 1-го этапа.
В ходе проведения инспекции должны быть выполнены следующие задачи: проверка области применения и документации СУКНП;
наблюдение за функционированием процессов СМК и управлением ими, измерение процессов, проверка установления критериев результативности и методов обеспечения результативности процессов;
проверка качества продукции там, где это применимо; проверки выполнения целевых показателей качества и надежности; проверка функционирования АСУТП на предприятии, ее истинная роль в обеспечении качества, интеграция с бизнес-процессами предприятия;
проверка соответствия СУКНП предъявляемым законодательным и нормативным требованиям;
проверка деятельности по управлению рекламациями;
регистрация полученной в ходе инспекции информации.
К методам проведения инспекции относятся:
обязательный выборочный опрос персонала предприятия;
собственные наблюдения экспертной группы за деятельностью персонала;
анализ документированной информации.
Выделены следующие разделы в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 9001-2015:
деятельность в области лидерства руководства; деятельность в области планирования;
средства обеспечения и процессы жизненного цикла продукции; оценка результатов деятельности СМК; деятельность по непрерывному улучшению. В каждом разделе проводится анализ следующей информации: анализ функционирования процессов СМК;
оценка соответствия требованиям ГОСТ РВ 0015-002 и ГОСТ Р ИСО 9001-2015 и других применимых и актуальных для каждой конкретной инспекторской проверки нормативных документов;
оценка эффективности структуры СМК;
оценка дефектности и эффективности корректирующих действий и действий в отношении рисков. Данная оценка производится с использованием описанных методик «Семи инструментов качества», «Анализа точности и стабильности ТП на основе
информационного подхода», «Идентификации вида закона распределения при помощи информационного критерия», «Построения и анализа информационно модели ТП», «Критериев оценки параметров обеспечения технологических операций на основе критерия сигнал/шум», «Оценки рисков, связанных с обеспечением качества на стадиях разработки и производства жизненного цикла продукции» и других, применимых для анализа информации по данному разделу;
оценка квалификации персонала;
статистическая информация. Для каждого раздела приводятся обобщенно предлагаемые статистические методы по анализу данных для каждого раздела.
4. Обработка полученных результатов и дальнейшие действия. Проверка считается завершенной в том случае, если: устранены все обнаруженные в ходе проверки несоответствия; отсутствуют нерешенные вопросы между членами экспертной группы и проверяемым предприятием.
По завершении инспекторского надзора руководитель экспертной группы обрабатывает полученную информацию и подготавливает итоговый отчет, который направляется на предприятие для ознакомления и разработки корректирующих действий. В дальнейшем, предприятие, прошедшее инспекторский надзор, направляет для согласования план реализации корректирующих действий, который подлежит согласованию со стороны руководителя экспертной группы.
Инспекторский надзор считается завершенным после верификации корректирующий действий. Верификация может проводиться путем рассмотрения подтверждающих документов от предприятия, а в случае обнаружения хотя бы одного значительного несоответствия экспертная группа принимает решение о возможности проведения повторного инспекторского надзора с выездом на предприятие. В этом случае в план повторного инспекторского надзора включаются только мероприятия, направленные на проверку выполнения корректирующих действий предприятием.
5. Дополнение
При проведении инспекции следует использовать: универсальный электронный чек-лист [1];
методики оценки квалификации персонала [5] и качества функционирования СМК (СУКНП) в целом, разработанные в процессе выполнения НИР совместно с представителями Концерна [НИР];
методические документы Концерна СТ ИС ИПВР 8.2-07-2018 «Порядок организации и проведения инспекций в интегрированной структуре АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей» и СТО ИС КОНЦЕРН ВКО 02-001-2017 «Система инспекции. Основные положения».
Выводы. Предложенные методология, методы и методики дают эффективный инструмент повышения качества продукции, позволяющий снизить уровень брака, повысить надежность продукции.
Список литературы
1. Разработка механизма и методологии инспекционного контроля деятельности ДО Концерна в области обеспечения качества и надежности продукции и эффективности системы управления качеством Концерна» (№ ГР АААА-А17-117110970026-5) / Тульский филиал РЭУ им. Г.В. Плеханова; рук. С.В. Юдин; ответств. исполн. А.С. Юдин; исполн. М.В. Волков, А.С. Кривов, Р.Ю. Подкопаев, В.Б. Протасьев, В.Г. Степанов. Тула, 2017-2019.
2. Юдин С.В., Юдин А.С. Вопросы инспекционного контроля // Управление качеством в образовании и промышленности. Всероссийская научно-техническая конференция. Севастополь. 2020. С. 445-451.
3. Волков М.В. Проблемы обеспечения исправности образцов ВВСТ в процессе эксплуатации и ремонта // Всероссийская научно-техническая конференция «Отечественный и зарубежный опыт обеспечения качества в машиностроении». Тула: Изд-во ТулГУ, 2019. С. 295-297.
4. Кривов А. С. Метрологическая служба современного предприятия как субъект управления системы менеджмента измерений // Всероссийская научно-техническая конференция «Отечественный и зарубежный опыт обеспечения качества в машиностроении». Тула: Изд-во ТулГУ, 2019. С. 18-21.
5. Юдин С.В. Опыт подготовки специалистов по управлению качеством на курсах профессиональной переподготовки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 83-87.
6. Дубовиков Б.А. Основы научной организации управления качеством (опыт применения и теоретические обоснования системы организации бездефектного труда). М.: Экономика, 1966. 321 с.
7. Дубовиков Б. А. Система управления качеством (Теоретическое обоснование и опыт применения системы бездефектного труда). Саратов: Саратовский ЦСМ им. Б. А. Дубовикова, ГУП «Типография № 6», 2006. 366 с.
8. Сейфи Т.Ф., Ярошенко А.И., Бакаев В.И. Система КАНАРСПИ - гарантия высокого качества. М.: Изд-во Стандартов, 1968. 147 с.
9. Генети Тагути. Методы мастера качества // Управление качеством. 2015. № 7. С. 35-40.
10. Леон Р., Тагути Г. и др. Управление качеством. Робастное проектирование. Метод Тагути. М.: «Сейфи», 2002. 384 с.
11. Taguchi G., Chowdhury S., Wu Y. Taguchi's Quality Engineering Handbook // Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. 2005. 1662 p.
12. Бахтерева Е.В., Юдин С.В. Критерий «сигнал/шум» при контроле продукции в рамках мелкосерийного и единичного производства // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 7. С. 103 - 108.
13. Протасьев В.Б., Юдин С.В. Оценка трудоемкости изготовления инструментов в условиях мелкосерийного и штучного производства // Черные металлы. № 3. 2020. С. 58-62.
14. Современные статистические методы управления качеством [Электронный ресурс]: сборник научных трудов; под ред. С.В. Юдина. Киров: Изд-во МЦИТО, 2020. 162 с.
Калинин Николай Васильевич, канд. эконом. наук, директор, svjudin@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский филиал РЭУ им. Г.В. Плеханова,
Юдин Сергей Владимирович, д-р техн. наук, профессор, svjudin@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский филиал РЭУ им. Г.В. Плеханова
QUALITY MANAGEMENT IN VERTICALLY INTEGRATED STRUCTURES
N.V. Kalinin, S.V. Iudin
An analysis of the QMS of enterprises that are part of JSC concern VKO Almaz-Antey revealed a number of shortcomings that can lead to an insufficiently high level ofproduct quality. Among these shortcomings, we can note the optimized structure of the QMS, the lack of tools to influence technological and managerial processes, and unsatisfactory staff qualifications. A number of measures are proposed to improve the efficiency of the QMS of enterprises, and modern methods of statistical methods for managing the quality and reliability ofproducts are developed. A method of inspection control of enterprises has been developed.
Key words: quality management system, statistical methods, inspection control methodology, principles of building a quality management system and product reliability
Kalinin Nikolay Vasilyevich, candidate of economics, director, svjudin@,rambler. ru, Russia, Tula, Plekhanov Russian University of Economics, Tula branch,
Iudin Sergey Vladimirovich, doctor of technical sciences, professor, svjudinaram-bler.ru, Russia, Tula, Plekhanov Russian University of Economics, Tula branch
УДК 621.771; 001.891.572
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ЗЕРНА НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ЛАМИНАРНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
ПОЛОСЫ ШСГП «2000»
А.В. Колдин, С.И. Платов, Р.Р. Дема, Д.В. Терентьев, О.Р. Латыпов, Р.Н. Амиров
Разработана математическая модель системы ламинарного охлаждения полосы на стане горячей прокатки. На основе математической модели проведены расчеты размера зерна полос из сталей марок 20 и 08пс. Проведено сравнение результатов с реальными значениями размеров зерна образцов, полученных из середины полос после прокатки.
Ключевые слова: ламинарное охлаждение, математическая модель, широкополосный стан горячей прокатки, структура.
Введение. Свойства горячекатаного проката определяются параметрами структуры, которая в свою очередь зависит от температурно-скоростных режимов прокатки и ламинарного охлаждения на отводящем рольганге. Одним из параметров, влияющих на свойства проката, является размер зерна.
Таким образом, возникает необходимость в методах математического моделирования, позволяющих определять рациональные технологические параметры прокатки, для получения стальных полос с необходимыми механическими свойствами без проведения экспериментальных исследований.
Методы и материалы. Математическая модель.
На основе анализа публикаций [1-11] в данной работе принято, что при условиях характерных для ускоренного охлаждения (сильное переохлаждение воды и высокая температура поверхности) в зоне столкновения теплообмен происходит в режиме переходного кипения недогретой жидкости. Вне зоны столкновения на верхней поверхности полосы осуществляется теплообмен при пленочном кипении. Таким образом, для системы струйного охлаждения металлического листа можно выделить следующие основные механизмы теплопередачи:
а) охлаждение в зоне столкновения струи с листом в условиях переходного кипения жидкости;
б) теплопередача в зоне пленочного кипения жидкости;
в) теплообмен в зоне конвективного и радиационного охлаждения в воздухе.
Указанные механизмы теплопередачи могут существовать одновременно на поверхности металлического листа. Их границы требуют уточнения. Наиболее важным является уточнение границы зоны столкновения струи с листом, т. к. эта зона характеризуется самым высоким тепловым потоком (рис. 1).
